低階煤和生物質(zhì)為原料合成甲烷和汽柴油的方法及系統(tǒng)的制作方法

低階煤和生物質(zhì)為原料合成甲烷和汽柴油的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種低階煤和生物質(zhì)為原料合成甲烷和汽柴油的方法及系統(tǒng)，所述方法包括：將低階煤焦化處理，得到固體產(chǎn)物半焦和氣相產(chǎn)物，將氣相產(chǎn)物分離出熱解氣和焦油；將固體產(chǎn)物半焦進(jìn)行氣化得到半焦氣化合成氣；將生物質(zhì)氣化后得到生物質(zhì)氣化合成氣；將熱解氣、半焦氣化合成氣和生物質(zhì)氣化合成氣混合后進(jìn)行費(fèi)托反應(yīng)，然后將得到的油氣分離得到合成油和未轉(zhuǎn)化氣體；將得到的合成油與焦油混合，蒸餾得到溫度小于180℃、180-320℃和大于320℃的餾分，將上述餾分加氫處理并分離出碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴；將碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴和未轉(zhuǎn)化氣體混合合成甲烷。本發(fā)明的方法有利于大規(guī)模發(fā)展低階煤的開(kāi)發(fā)，提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說(shuō)明】低階煤和生物質(zhì)為原料合成甲烷和汽柴油的方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種低階煤和生物質(zhì)為原料合成甲烷和汽柴油的方法及系統(tǒng)，屬于能源燃料和化工生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]利用煤制合成油燃料的潔凈煤轉(zhuǎn)化技術(shù)毫無(wú)疑問(wèn)將在替代石油生產(chǎn)份額中占主要地位。相比較直接液體技術(shù)，煤制液體燃料技術(shù)路線中的間接制液體燃料技術(shù)，即以煤氣化合成氣為原料進(jìn)行費(fèi)托合成工藝，能夠更容易實(shí)現(xiàn)硫化物、氮氧化物、重?zé)N類和重金屬含量的合格排放。但是，費(fèi)托合成技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用也存在著諸多制約因素。例如，即目前研究最多還是利用無(wú)煙煤、煙煤等品質(zhì)較好，能量密度較高的煤種進(jìn)行氣化和合成，而煤地質(zhì)儲(chǔ)藏中比例最高的低階煤(通常指褐煤和次煙煤)進(jìn)行費(fèi)托合成制合成的低階煤間接煤液化路線還很少見(jiàn)報(bào)道。這主要是由于多數(shù)低階煤中含有較高的易揮發(fā)份、硫份、濕份和灰份，以及較低的熱值等不利因素約了其直接大規(guī)模氣化技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用。
[0003]煤解耦熱轉(zhuǎn)化技術(shù)的系統(tǒng)研究為低階煤的規(guī)模化利用開(kāi)辟了新路途。解耦熱轉(zhuǎn)化技術(shù)則可通過(guò)過(guò)程強(qiáng)化或剝離煤氣化過(guò)程中某個(gè)/某些特定的子反應(yīng)(例如，焦化、裂解、重整、氣化和燃燒)而解除反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的耦合，進(jìn)而對(duì)被解耦子反應(yīng)進(jìn)行重組和再集成。目前，煤的熱解耦技術(shù)可以形成多樣化的新型煤轉(zhuǎn)化工藝，這主要包括雙床氣化、雙床焦化/氣化、煤拔頭技術(shù)、兩段式氣化、化學(xué)循環(huán)氣化等。解耦熱轉(zhuǎn)化技術(shù)的成功實(shí)踐意味著，根據(jù)低階煤揮發(fā)份高、含油率高的特點(diǎn)，可以剝離煤轉(zhuǎn)化反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的焦化過(guò)程，利用煤中低溫焦化(熱解)技術(shù)強(qiáng)化煤中輕質(zhì) 烴類、氫氣、液體產(chǎn)物(煤焦油或煤合成油)的獨(dú)立析出，同時(shí)得到提質(zhì)的高品質(zhì)半焦固體。一般情況下，雖然煤焦油占焦化產(chǎn)物的質(zhì)量比例只有9.0%~15.0%，但其能量密度和經(jīng)濟(jì)性卻遠(yuǎn)高于其它半焦和熱解煤氣。煤焦化液體產(chǎn)物可以經(jīng)過(guò)下游的精制提煉生產(chǎn)汽油、柴油和煤油等運(yùn)輸燃料；而固體產(chǎn)物半焦不但是高附加值的冶金燃料和化工原料，也是優(yōu)良的氣化原料，可以通過(guò)半焦氣化來(lái)構(gòu)建以合成氣為核心的能源化工平臺(tái)，生產(chǎn)液體燃料、電力、化工品等高附加值的下游產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)低階煤熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程的高效率、低污染、高產(chǎn)品品質(zhì)和多產(chǎn)品的梯級(jí)聯(lián)產(chǎn)。
[0004]另外一方面，對(duì)于直接利用煤基合成氣為原料生產(chǎn)合成液體燃料的煤間接液化技術(shù)，如果不進(jìn)行溫室氣體減排處理，其廣義燃料循環(huán)過(guò)程的溫室氣排放量將會(huì)是傳統(tǒng)原油煉制液體燃料路線的兩倍左右，從而對(duì)環(huán)境造成較大的負(fù)面影響。如果應(yīng)用溫室氣體減排技術(shù)，能量和經(jīng)濟(jì)性代價(jià)又大大削弱了它與傳統(tǒng)石油制液體燃料路線的競(jìng)爭(zhēng)力。需要注意的是，由于煤炭資源開(kāi)采過(guò)程的顯著的溫室氣體排放等原因，即使在煤制液體燃料過(guò)程中采用最新的二氧化碳捕獲和貯存技術(shù)，其總溫室氣體排放量仍然比原油路線高25%以上。降低費(fèi)托合成油生產(chǎn)過(guò)程中的溫室氣體排放量的可行地替代方案是將煤制液體燃料和生物質(zhì)制液體燃料兩個(gè)過(guò)程耦合，這包括了生物質(zhì)和煤共氣化和分別單獨(dú)氣化兩種方案。生物質(zhì)制合成油技術(shù)可以明顯降低費(fèi)托合成路線的溫室氣體排放量。原因在于，生物質(zhì)能源來(lái)自植物生長(zhǎng)過(guò)程中的光合作用實(shí)現(xiàn)對(duì)CO2的自然捕獲，生物燃料對(duì)氣候的凈影響(收割、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏和轉(zhuǎn)化)能達(dá)到本質(zhì)上的較低CO2排放，其加工處理過(guò)程也對(duì)環(huán)境更加溫和友好。例如，有研究結(jié)果表明相比傳統(tǒng)化石能源路線，玉米乙醇的生產(chǎn)過(guò)程能實(shí)現(xiàn)全生命周期溫室氣體減排50%以上的效果。
[0005]同時(shí)，低階煤焦化產(chǎn)生的煤焦油和費(fèi)托合成產(chǎn)生的費(fèi)托合成油需要在烴類精制單元升級(jí)為符合運(yùn)輸燃料標(biāo)準(zhǔn)的汽油、柴油以及副產(chǎn)物浙青。雖然這兩種原料油的性質(zhì)和組成稍有一些不同。但兩者共同精制的優(yōu)點(diǎn)超過(guò)技術(shù)上的不確定性帶來(lái)的弊端，例如，共精制可大大節(jié)省設(shè)備投資，減少調(diào)和過(guò)程的復(fù)雜性，不同性質(zhì)油品互補(bǔ)利用，等等。以上觀點(diǎn)已經(jīng)由商業(yè)性的費(fèi)托合成油工廠的實(shí)踐證明。目前，針對(duì)高溫費(fèi)托合成油和低溫費(fèi)托合成油的共煉制生產(chǎn)柴油過(guò)程，南非Sasol公司已經(jīng)在南非建立了商業(yè)性工廠。在大量文獻(xiàn)上，特別是對(duì)于生物質(zhì)、天然氣和煤的液體煉廠，都涉及到了利用了費(fèi)托合成油生產(chǎn)車用汽油、柴油、航空煤油和液化石油氣的過(guò)程。但是，絕大部分模型還是利用經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)率或生產(chǎn)中間粗產(chǎn)品(如石腦油和餾分油等)。而對(duì)于合成油精制的詳細(xì)過(guò)程模型和設(shè)計(jì)策略，過(guò)去三十年中這方面的文獻(xiàn)還相當(dāng)少。有必要使油品煉制方案的終端產(chǎn)品達(dá)到初步的車用燃油各項(xiàng)基本標(biāo)準(zhǔn)，在提高產(chǎn)品汽油的辛烷值的同時(shí)降低其中的芳香烴含量以達(dá)到歐洲四號(hào)油品標(biāo)準(zhǔn)EU-4。
[0006]另外一方面，一次通過(guò)型的費(fèi)托合成工藝會(huì)產(chǎn)生大量輕烴，主要是從C1到C4的烷烴和烯烴，以及約50%左右的未反應(yīng)的CO和H2。注意到以上組分中，輕烴是合成天然氣的主要組分，CO和H2則是生產(chǎn)合成天然氣的主要原料。有鑒如此，可以改變傳統(tǒng)的燃料發(fā)電或循環(huán)回流方法，以這部分高附加值的氣體來(lái)生產(chǎn)人工合成天然氣，從而大大提高整個(gè)多功能能源系統(tǒng)的能量效率和經(jīng) 濟(jì)性。將煤制油和煤制天然氣這兩類項(xiàng)目有機(jī)耦合也也是立足于國(guó)內(nèi)能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，有利于發(fā)展煤炭的高效利用和清潔低碳轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)清潔能源，符合“高碳能源低碳化利用”的能源發(fā)展戰(zhàn)略，對(duì)實(shí)現(xiàn)煤炭資源的可持續(xù)利用意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種低階煤和生物質(zhì)為原料合成甲烷和汽柴油的方法;
[0008]本發(fā)明的另一目的在于提供一種低階煤和生物質(zhì)為原料合成甲烷和汽柴油的系統(tǒng)。
[0009]為達(dá)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種以低階煤和生物質(zhì)為原料合成甲烷和汽柴油的方法，所述方法包括:
[0010](I)將低階煤焦化處理，得到固體產(chǎn)物半焦和氣相產(chǎn)物，其中將氣相產(chǎn)物分離出熱解氣和焦油；
[0011](2)將步驟(1)的固體產(chǎn)物半焦進(jìn)行氣化得到半焦氣化合成氣；
[0012](3)將生物質(zhì)氣化后得到生物質(zhì)氣化合成氣；
[0013](4)將步驟(1)的熱解氣、步驟(2)的半焦氣化合成氣和步驟(3)的生物質(zhì)氣化合成氣混合后進(jìn)行費(fèi)托反應(yīng)，然后將得到的油氣分離分別得到合成油和未轉(zhuǎn)化氣體；
[0014](5)將步驟(4)得到的合成油與步驟(1)得到的焦油混合，并進(jìn)入烴類回收塔蒸餾分別得到溫度小于180°C、180-320°C和大于320°C的餾分，將上述餾分分別進(jìn)行加氫處理；
[0015](6)將步驟(5)的碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴和步驟(4)的未轉(zhuǎn)化氣體混合后用于合成甲烷。
[0016]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明優(yōu)選步驟(1)是將低階煤預(yù)處理后再進(jìn)行焦化處理；
[0017]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中進(jìn)一步優(yōu)選所述預(yù)處理為將低階煤研磨篩分至粒徑為80-400mm的顆粒，再干燥至濕度小于8%。
[0018]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，步驟(1)的焦化處理是在空氣和中壓蒸汽的存在下進(jìn)行的；其中優(yōu)選所述中壓蒸汽為壓力在25atm的蒸汽；
[0019]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中優(yōu)選所述焦化處理是在鐵系氧化物存在下進(jìn)行；
[0020]其中更優(yōu)選所述鐵系氧化物為FeOx、FeO和Fe2O3中的一種或多種的混合；
[0021]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中還優(yōu)選所述焦化處理的反應(yīng)溫度為400°C~600°C，壓力25atm。
[0022]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明優(yōu)選步驟(1)得到固體產(chǎn)物半焦和氣相產(chǎn)物后，其中將氣相產(chǎn)物經(jīng)過(guò)固體雜質(zhì)分離處理，再分離出熱解氣和焦油。氣相產(chǎn)物經(jīng)過(guò)固體雜質(zhì)分離處理后，可以除去氣相產(chǎn)物中夾帶的灰分和半焦顆粒。
[0023]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明優(yōu)選步驟(2)是將步驟(1)的固體產(chǎn)物半焦在氧氣、水和高壓蒸汽存在下進(jìn)行氣化得到半焦氣化合成氣。
[0024]其中優(yōu)選所述的高壓蒸汽為壓力40atm的蒸汽。
[0025]其中本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選氧碳質(zhì)量比0.5-0.8，水碳質(zhì)量比為0.8-1.2。
[0026]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明步驟(2)的氣化為本領(lǐng)域常規(guī)操作，譬如本發(fā)明優(yōu)選采用的氣化反應(yīng)條件為溫度為1400°C -1700°C，壓力約40atm。
[0027]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中優(yōu)選本發(fā)明步驟(3)中所述生物質(zhì)與低階煤重量比為 0.50 ~1.5。
[0028]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選步驟(3)是將生物質(zhì)先進(jìn)行預(yù)處理，再進(jìn)行氣化得到生物質(zhì)氣化合成氣；
[0029]其中所述預(yù)處理可以為本領(lǐng)域常規(guī)的預(yù)處理操作，本發(fā)明優(yōu)選所述預(yù)處理為將生物質(zhì)研磨篩分至粒徑為200-400mm的顆粒，再干燥至濕度小于8% ；
[0030]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明步驟(3)所述的氣化為本領(lǐng)域常規(guī)的生物質(zhì)氣化操作，本發(fā)明所優(yōu)選的是溫度1200°C -1500°C，壓力約30atm ；
[0031]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，所述的費(fèi)托反應(yīng)可以參照現(xiàn)有技術(shù)方法，本發(fā)明優(yōu)選所述費(fèi)托反應(yīng)的條件為--溫度310-370°C，催化劑為Co或Ru系催化劑；
[0032]其中進(jìn)一步優(yōu)選所述催化劑為Ru、TiO2, Co、Zr、SiO2和MgO中的一種或兩種以上的組合；
[0033]其中更優(yōu)選為Ru/Ti02、Co/Zr/Si02或Co/Mg0/Si02 ;可以理解的是，這里的/表示其iu后物質(zhì)的混合物；
[0034]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明優(yōu)選步驟(4)是將步驟(1)的熱解氣、步驟(2)的半焦氣化合成氣和步驟(3)的生物質(zhì)氣化合成氣混合后將混合氣先經(jīng)過(guò)CO變換反應(yīng)再進(jìn)行費(fèi)托反應(yīng)；
[0035]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中優(yōu)選經(jīng)過(guò)CO變換反應(yīng)后混合氣的H2/C0的摩爾比為
1.3-2.4;其中更優(yōu)選為1.5。[0036]其中所述的CO變換反應(yīng)可以為現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)的高溫CO變換反應(yīng)，譬如本發(fā)明優(yōu)選的反應(yīng)條件為溫度500-700°C，壓力為25atm，催化劑為Fe或Cu系催化劑；
[0037]其中還優(yōu)選將混合氣經(jīng)過(guò)CO變換反應(yīng)后，將混合氣經(jīng)過(guò)聚乙二醇二甲醚(NHD)吸收，再進(jìn)行費(fèi)托反應(yīng)；
[0038]根據(jù)本發(fā)明還可以優(yōu)選經(jīng)過(guò)NHD吸收后，混合氣中的CO2和H2S含量分別脫除至500ppm 和 25ppm 以下。
[0039]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明優(yōu)選步驟(5)所述的分別進(jìn)行加氫處理操作包括將沸點(diǎn)溫度小于180°C (石腦油)和180-320°C (餾分油)的餾分進(jìn)行加氫精制；
[0040]其中本發(fā)明優(yōu)選加氫精制后，通過(guò)餾分切割分別收集碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴、碳原子數(shù)為5-6的組分、碳原子數(shù)為7-12的組分、碳原子數(shù)為13-20的組分；
[0041]其中所述的加氫精制可以為本領(lǐng)域常規(guī)的加氫精制，本發(fā)明所進(jìn)一步優(yōu)選的是反應(yīng)條件為催化劑是SiO2-Al2O3型催化劑，壓力35-65atm，溫度350-500°C，氫油摩爾比5-10:1 ；
[0042]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中分離出來(lái)的碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴可以和步驟
(4)的未轉(zhuǎn)化氣體混合后用于合成甲烷；
[0043]其中碳原子數(shù)為5-6的組分可以進(jìn)行異構(gòu)化作為助劑以提高汽油的辛烷值；
[0044]所述異構(gòu)化可 以為本領(lǐng)域常規(guī)的異構(gòu)化，其中本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選異構(gòu)化的反應(yīng)條件為催化劑是B2O3-Al2O3型催化劑，壓力30-40atm，溫度320_450°C，氫油摩爾比5_10:1 ；
[0045]其中碳原子數(shù)為7-12的組分可以進(jìn)行加氫型催化重整反應(yīng)作為助劑以提高汽油的辛烷值；
[0046]其中所述加氫型催化重整反應(yīng)可以為本領(lǐng)域常規(guī)的加氫型催化重整操作，本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的加氫型催化重整反應(yīng)條件為催化劑是Pt/L-型沸石，壓力30-40atm，溫度350-500°C，氫油摩爾比 5-10:1 ；
[0047]其中碳原子數(shù)為13-20的組分作為柴油初產(chǎn)品；
[0048]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明還可以優(yōu)選步驟(5)所述的加氫處理還包括將沸點(diǎn)大于320°C的餾分進(jìn)行加氫裂化；加氫裂化產(chǎn)物分為四股:1)碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴氣、2)碳原子數(shù)為5-6的組分、3)碳原子數(shù)為13-20的組分、以及4)其余組分；
[0049]其中所述的加氫裂化可以為本領(lǐng)域常規(guī)的加氫裂化操作，而本發(fā)明優(yōu)選的加氫裂化反應(yīng)條件為以硅酸鎂分子篩為催化劑，壓力35-65atm，溫度400-600°C，氫油摩爾比8-15:1 ；
[0050]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴氣可以和步驟(4)的未轉(zhuǎn)化氣體混合后用于合成甲烷；
[0051]碳原子數(shù)為5-6的組分可以進(jìn)行異構(gòu)化作為助劑以提高汽油的辛烷值；
[0052]其中所述異構(gòu)化條件可與上述異構(gòu)化條件一致(催化劑是B2O3-Al2O3型催化劑，壓力 30-40atm，溫度 320_450°C )；
[0053]其中所述的碳原子數(shù)為5-6的組分可以和溫度小于180°C的餾分加氫處理產(chǎn)生的碳原子數(shù)為5-6的組分混合后一并進(jìn)行異構(gòu)化；
[0054]其中碳原子數(shù)為13-20的組分可以直接作為柴油初產(chǎn)品；
[0055]其中其余組分可以進(jìn)行非加氫催化重整作為助劑以提高汽油的辛烷值；[0056]其中所述非加氫催化重整條件是ZSM-5催化劑，壓力25_45atm，溫度300-500°C);
[0057]優(yōu)選上述其余組分中只有60%~80%的組分參與該重整反應(yīng)生產(chǎn)重整體，其余的20%-40%組分與重整后產(chǎn)物直接混合作為汽油初產(chǎn)品；
[0058]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，步驟(5)所述的共分離為本領(lǐng)域常規(guī)操作，本發(fā)明優(yōu)選步驟(5)中是將步驟(1)的焦油加氫處理，再和步驟(4)得到的合成油進(jìn)行共分離；
[0059]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明優(yōu)選加氫處理后焦油的Η/C摩爾比為0.7-1.2 ;其中更優(yōu)選為0.85 ；
[0060]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中所述的加氫處理為本領(lǐng)域常規(guī)操作，譬如本發(fā)明優(yōu)選的加氫處理的反應(yīng)條件是催化劑為FeS-Fe2O3型催化劑，壓力30_40atm，溫度250_350°C。
[0061]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明優(yōu)選步驟(5)的碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴和步驟
(4)的未轉(zhuǎn)化氣體加壓到25atm后作為甲烷化反應(yīng)氣； [0062]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選步驟(6)中控制步驟(5)的碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴和步驟(4)的未轉(zhuǎn)化氣體混合后，混合氣包括如下體積百分比成分:C0:15 ~25%,H2:20 ~30%,CO2:30 ~40%,CH4:7.0 ~15%,C2H6:5.0 ~10%,C2H4:3.0 ~5.0%、C3H8:2.0 ~4.0%、C3H10:1.0 ~3.0%、C4H10:0.5 ~2%、C4H8:0.5 ~2%。
[0063]根據(jù)本發(fā)明所述的方法，本發(fā)明優(yōu)選步驟(6)中將步驟(5)的碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴和步驟(4)的未轉(zhuǎn)化氣體混合后先進(jìn)行預(yù)甲烷化再合成甲烷；
[0064]所述的預(yù)甲烷化為本領(lǐng)域常規(guī)操作，譬如本發(fā)明所優(yōu)選的反應(yīng)條件是催化劑為SiO2型催化劑，壓力20-30atm，溫度400-500°C。其中進(jìn)一步優(yōu)選將步驟(5)的碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴和步驟(4)的未轉(zhuǎn)化氣體混合后先進(jìn)行CO2膜分離，再預(yù)甲烷化，然后合成甲燒;
[0065]其中所述的膜分離為本領(lǐng)域常規(guī)操作，譬如本發(fā)明優(yōu)選進(jìn)行CO2膜分離后，氣體中的CO2體積百分比小于2.0%。
[0066]另一方面，本發(fā)明還提供了一種低階煤和生物質(zhì)為原料合成甲烷和汽柴油的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:低階煤焦化單元2、煤焦油回收設(shè)備4、半焦氣化單元6、生物質(zhì)氣化單元
8、合成氣混合器9、費(fèi)托合成反應(yīng)器12、油氣分流器13、油品共煉制單兀14、原料氣混合器
15、甲烷化反應(yīng)器18 ;其中低階煤進(jìn)入低階煤焦化單元2，得到氣相產(chǎn)物和固體產(chǎn)物半焦，其中氣相產(chǎn)物輸送到煤焦油回收設(shè)備4，分離出焦油和熱解氣，其中焦油被輸送到油品共煉制單元14 ;在低階煤焦化單元2中得到的固體產(chǎn)物半焦被輸送到半焦氣化單元6，得到半焦氣化合成氣；生物質(zhì)在生物質(zhì)氣化單元8中得到生物質(zhì)氣化合成氣，其中熱解氣、半焦氣化合成氣和生物質(zhì)氣化合成氣被輸送到合成氣混合器9進(jìn)行混合，混合氣被輸送到費(fèi)托合成反應(yīng)器12進(jìn)行費(fèi)托反應(yīng)得到油氣，油氣被輸送到油氣分流器13，分離出合成油和未轉(zhuǎn)化氣體，其中合成油輸送到油品共煉制單元14與焦油進(jìn)行共分離，分離得到的碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴和油氣分流器13分離出的未轉(zhuǎn)化氣體分別被輸送到原料氣混合器15中，然后被輸送到甲烷化反應(yīng)器18合成甲烷。
[0067]根據(jù)本發(fā)明所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:低階煤預(yù)處理單元1、低階煤焦化單元2、固體雜質(zhì)分離器3、煤焦油回收設(shè)備4、空氣分離裝置5、半焦氣化單元6、生物質(zhì)預(yù)處理單元
7、生物質(zhì)氣化單元8、合成氣混合器9、合成氣CO變換反應(yīng)器10、合成氣凈化單元11、費(fèi)托合成反應(yīng)器12、油氣分流器13、油品共煉制單兀14、原料氣混合器15、CO2膜分離設(shè)備16、預(yù)甲烷化反應(yīng)器17、甲烷化反應(yīng)器18 ;其中低階煤預(yù)處理單元I與低階煤焦化單元2連接，低階煤焦化單元2中得到的氣相產(chǎn)物依次通過(guò)固體雜質(zhì)分離器3和煤焦油回收設(shè)備4，煤焦油回收設(shè)備4與油品共煉制單元14連接，低階煤焦化單元2中得到的固體產(chǎn)物半焦被輸送到半焦氣化單元6 ;生物質(zhì)經(jīng)過(guò)生物質(zhì)預(yù)處理單元7被輸送到生物質(zhì)氣化單元8 ;空氣經(jīng)過(guò)空氣分離裝置5分離出的氧氣通入半焦氣化單元6，半焦氣化單元6、生物質(zhì)氣化單元8和煤焦油回收設(shè)備4分別與合成氣混合器9連接，使得來(lái)自煤焦油回收設(shè)備4的熱解氣、來(lái)自半焦氣化單元6的半焦氣化合成氣和來(lái)自生物質(zhì)氣化單元8的生物質(zhì)氣化合成氣在合成氣混合器9中混合，合成氣混合器9下游依次與CO變換反應(yīng)器10、合成氣凈化單元11、費(fèi)托合成反應(yīng)器12和油氣分流器13連接；油氣分流器13的兩個(gè)出口分別與油品共煉制單元14和原料氣混合器15連接；油品共煉制單元14的一個(gè)出口與原料氣混合器15連接，使得油氣分流器13出來(lái)的未轉(zhuǎn)化氣與油品共煉制單元14的碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴在原料氣混合器15混合后再依次經(jīng)過(guò)CO2膜分離設(shè)備16、預(yù)甲烷化反應(yīng)器17進(jìn)入到甲烷化反應(yīng)器18 ；
[0068]根據(jù)本發(fā)明所述的系統(tǒng)，其中所述低階煤焦化單元2可以采用現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)設(shè)備，本發(fā)明優(yōu)選為固定床反應(yīng)器；
[0069]根據(jù)本發(fā)明所述的系統(tǒng)，其中所述半焦氣化單元6可以采用現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)設(shè)備，本發(fā)明優(yōu)選為漿流床氣化爐；
[0070]根據(jù)本發(fā)明所述的系統(tǒng)，其中所述生物質(zhì)氣化單元8可以采用現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)設(shè)備，本發(fā)明優(yōu)選為為流化床氣化爐；
[0071]根據(jù)本發(fā)明所述的系統(tǒng)，其中所述的油品共煉制單元14可以為現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)的油品共煉制裝置，其中本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選采用的油品共煉制單元包括，與煤焦油回收設(shè)備4連接的煤焦油加氫處理裝置，煤焦油加氫處理后與油氣分流器13出來(lái)的合成油進(jìn)入烴類回收塔進(jìn)行分離；
[0072]根據(jù)本發(fā)明所述的系統(tǒng)，其中本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選烴類回收塔的出口分別連接石腦油加氫處理裝置、餾分油加氫處理裝置和石蠟加氫裂化裝置，使得分離出來(lái)的石腦油、餾分油和石蠟油分別被送入石腦油加氫處理裝置、餾分油加氫處理裝置和石蠟加氫裂化裝置；
[0073]根據(jù)本發(fā)明所述的系統(tǒng)，其中本發(fā)明的油品共煉制單元14進(jìn)一步包括Pt-zeolite重整裝置，用于對(duì)加氫處理后的石腦油分離出來(lái)的碳原子數(shù)大于6的組分進(jìn)行脫氫處理；
[0074]根據(jù)本發(fā)明所述的系統(tǒng)，其中本發(fā)明的油品共煉制單元14進(jìn)一步包括異構(gòu)化裝置，用于將分離出來(lái)的石蠟油中的碳原子數(shù)為5-6的組分進(jìn)行異構(gòu)化；
[0075]根據(jù)本發(fā)明所述的系統(tǒng)，其中本發(fā)明的油品共煉制單元14進(jìn)一步包括非加氫型ZSM-5催化重整裝置，用于對(duì)石蠟油中分離出來(lái)的除了碳原子數(shù)為2-4、5-6和13-20以外的其他組分進(jìn)行異構(gòu)化。
[0076]綜上所述，本發(fā)明提供了一種低階煤和生物質(zhì)為原料合成甲烷和汽柴油的方法及系統(tǒng)。本發(fā)明的方法及系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0077] 1、本發(fā)明的低階煤和生物質(zhì)聯(lián)供的多功能能源系統(tǒng)，通過(guò)梯級(jí)利用低階煤先提供其中的高附加值的焦油，再合理利用其中的固體半焦產(chǎn)品，不但有利于大規(guī)模發(fā)展低階煤的開(kāi)發(fā)和轉(zhuǎn)化，同時(shí)大大提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。[0078]2、本發(fā)明的低階煤和生物質(zhì)聯(lián)供的多功能能源系統(tǒng)，通過(guò)添加并行的生物質(zhì)氣化裝置，將煤制液體燃料和生物質(zhì)制液體燃料兩個(gè)過(guò)程耦合，靈活方便地降低煤制油生產(chǎn)過(guò)程中的全生命周期溫室氣體排放量。
[0079]3、本發(fā)明的低階煤和生物質(zhì)聯(lián)供的多功能能源系統(tǒng)，通過(guò)添加并行的生物質(zhì)氣化裝置，將煤制液體燃料和生物質(zhì)制液體燃料兩個(gè)過(guò)程耦合，靈活方便地降低煤制油生產(chǎn)過(guò)程中的全生命周期溫室氣體排放量。
[0080]4、本發(fā)明的低階煤和生物質(zhì)聯(lián)供的多功能能源系統(tǒng)，通過(guò)改變傳統(tǒng)的燃料發(fā)電或循環(huán)回流方法，將一次通過(guò)型的費(fèi)托合成工藝會(huì)產(chǎn)生大量輕烴(C1-C4)和約未反應(yīng)的合成氣作為生產(chǎn)人工合成天然氣的原料，從而大大提高整個(gè)多功能能源系統(tǒng)能量效率和經(jīng)濟(jì)性。
[0081]5、本發(fā)明的煉制符合機(jī)動(dòng)車用標(biāo)準(zhǔn)的汽、柴油的方法，通過(guò)共煉制煤焦油和高溫費(fèi)托合成油，可大大節(jié)省設(shè)備投資，減少調(diào)和過(guò)程的復(fù)雜性，充分利用兩種不同性質(zhì)油品互補(bǔ)利用，使最終的油品煉制方案的產(chǎn)品達(dá)到初步的車用燃油各項(xiàng)基本標(biāo)準(zhǔn)，在提高產(chǎn)品汽油的辛烷值的同時(shí)降低其中的芳香烴含量以達(dá)到歐洲四號(hào)油品標(biāo)準(zhǔn)EU-4。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0082]圖1為本發(fā)明提供的低階煤和生物質(zhì)為原料生產(chǎn)汽、柴油和合成天然氣的多功能能源系統(tǒng)不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0083]以下通過(guò)具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施過(guò)程和產(chǎn)生的有益效果，旨在幫助閱讀者更好地理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和特點(diǎn)，不作為對(duì)本案可實(shí)施范圍的限定。
[0084]實(shí)施例1
[0085]圖1是發(fā)明提供的低階煤和生物質(zhì)為原料生產(chǎn)汽、柴油和合成天然氣的多功能能源系統(tǒng)示意圖。其中，SI到S37表示系統(tǒng)的各股主干氣/液物流，Vl到V9表示系統(tǒng)的各股蒸汽。其中SI為低階煤，S2和Sll為空氣，S3為生物質(zhì)，S6和S8為氧氣，S4和SlO為脫除的水，其中S7為氣化用水，S12為低階煤焦化處理的氣相產(chǎn)物，S14為固體產(chǎn)物半焦，S15為半焦氣化合成氣，S20為熱解氣，S21為熱解氣，半焦氣化合成氣和生物質(zhì)氣化合成氣的混合氣，S22為生物質(zhì)氣化合成氣，S24為焦油，S26為氫氣，S27為合成油，S29為費(fèi)托反應(yīng)得到的油氣，S30為未轉(zhuǎn)化氣體，S31為輕烴，S32、S33為柴油和烴類產(chǎn)物，S34為輕烴和未轉(zhuǎn)化氣體混合的甲烷化原料氣，S5、S9、S19、S25、S28、S35、S36、S37為經(jīng)過(guò)相應(yīng)處理的物質(zhì)，S13、S16、S17、S18、S23為排出的廢物質(zhì)。
[0086]主要設(shè)備有低階煤預(yù)處理單元1、低階煤焦化單元2、固體雜質(zhì)分離器3、煤焦油回收設(shè)備4、空氣分離裝置5、半焦氣化單元6、生物質(zhì)預(yù)處理單元7、生物質(zhì)氣化單元8、合成氣混合器9、合成氣CO變換反應(yīng)器10、合成氣凈化單兀11、費(fèi)托合成反應(yīng)器12、油氣分流器13、油品共煉制單元14、原料氣混合器15、C02膜分離設(shè)備16、預(yù)甲烷化反應(yīng)器17、甲烷化反應(yīng)器18。其中低階煤預(yù)處理單元I與低階煤焦化單元2連接，其出口一股合成氣依次與固體雜質(zhì)分離器3煤焦油回收設(shè)備4和油品共煉制單元14連接，出口另一股合成氣與半焦氣化單元6連接；生物質(zhì)預(yù)處理單元7和生物質(zhì)氣化單元8連接；來(lái)自煤焦油回收設(shè)備4和熱解氣、半焦氣化單元6和合成氣和生物質(zhì)氣化單元8的合成氣共同在合成氣混合器9混合后依次與CO變換反應(yīng)器10、合成氣凈化單元11連接、費(fèi)托合成反應(yīng)器12和油氣分流器13連接；出油氣分流器13的費(fèi)托合成油與油品共煉制單元14連接；出油氣分流器13的未轉(zhuǎn)化氣與油品共煉制單元14的輕烴在原料氣混合器15中混合后再依次經(jīng)過(guò)CO2膜分離設(shè)備
16、預(yù)甲烷化反應(yīng)器17和甲烷化反應(yīng)器18。
[0087]具體流程是:低階煤SI (其組成見(jiàn)表1)先在低階煤預(yù)處理單元I脫水并粉碎后(將低階煤研磨篩分至粒徑為80-400mm的顆粒，再干燥至濕度小于8%)，和空氣S4以及中壓(25atm)蒸汽Vl —起進(jìn)入低階煤焦化單元2，經(jīng)中低溫?zé)峤夥磻?yīng)得固體產(chǎn)物半焦S14，氣相產(chǎn)物S12以及灰份S13和副產(chǎn)少量的低壓蒸汽V4，反應(yīng)條件是過(guò)量空氣和中壓蒸汽(25atm)氛圍下，反應(yīng)溫度為500°C，壓力25atm。氣相產(chǎn)物S12經(jīng)固體雜質(zhì)分離器3去除其中夾帶的灰分和少量半焦顆粒等廢物S18后，進(jìn)入煤焦油回收設(shè)備4 (油氣分流器)冷凝、靜放和分層來(lái)回收焦油S24和熱解氣S20，同時(shí)產(chǎn)生少量廢水S23。熱解化學(xué)反應(yīng)見(jiàn)公式1，主要產(chǎn)品質(zhì)量分布見(jiàn)表2:
[0088]
【權(quán)利要求】
1.一種以低階煤和生物質(zhì)為原料合成甲烷和汽柴油的方法，其特征在于，所述方法包括: (1)將低階煤焦化處理，得到固體產(chǎn)物半焦和氣相產(chǎn)物，其中將氣相產(chǎn)物分離出熱解氣和焦油； (2)將步驟(1)的固體產(chǎn)物半焦進(jìn)行氣化得到半焦氣化合成氣； (3)將生物質(zhì)氣化后得到生物質(zhì)氣化合成氣；其中優(yōu)選所述生物質(zhì)與低階煤干燥無(wú)灰基質(zhì)量比為0.50~1.5 ; (4)將步驟(1)的熱解氣、步驟(2)的半焦氣化合成氣和步驟(3)的生物質(zhì)氣化合成氣混合后進(jìn)行費(fèi)托反應(yīng)，然后將得到的油氣分離分別得到合成油和未轉(zhuǎn)化氣體；優(yōu)選所述費(fèi)托反應(yīng)的條件為:溫度310-370°C，催化劑為Co和/或Ru系催化劑；優(yōu)選為Ru、TiO2, Co、Zr、SiO2和MgO中的一種或兩種以上的組合；其中更優(yōu)選為Ru/Ti02，Co/Zr/Si02或Co/MgO/SiO2 ； (5)將步驟(4)得到的合成油與步驟(1)得到的焦油混合，并進(jìn)入烴類回收塔蒸餾分別得到溫度小于180°C、180-320°C和大于320°C的餾分；分別將上述餾分進(jìn)行加氫處理； 其中優(yōu)選是將上述餾分中的溫度小于180°C和180-320°C的餾分進(jìn)行加氫精制，優(yōu)選加氫精制的反應(yīng)條件為催化劑是SiO2-Al2O3型催化劑，壓力35-65atm，溫度350-500°C，氫油摩爾比5-10:1 ;然后分別收集上述加氫精制得到的碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴、碳原子數(shù)為5-6的組分、碳原子數(shù)為7-12的組分、碳原子數(shù)為13-20的組分；其中優(yōu)選通過(guò)餾分切割進(jìn)行收集；其中還優(yōu)選碳原子數(shù)為5-6的組分進(jìn)行異構(gòu)化作為助劑以提高汽油的辛烷值；其中優(yōu)選異構(gòu)化的反應(yīng)條件為催化劑是B2O3-Al2O3型催化劑，壓力30-40atm，溫度320-450°C,氫油摩爾比5-10:1 ;碳原子數(shù)為7_12的組分進(jìn)行加氫型催化重整反應(yīng)作為助劑以提高汽油的辛烷值；其中優(yōu)選催化重整反應(yīng)條件為催化劑是Pt/L-型沸石催化劑，壓力30-40atm，溫度350-500°C，氫油摩爾比5_10:1 ;碳原子數(shù)為13-20的組分作為柴油初產(chǎn)品; 對(duì)上述大于320°C的餾分進(jìn)行加氫裂化；優(yōu)選反應(yīng)條件為以硅酸鎂分子篩為催化劑，壓力35-65atm，溫度400-600°C，氫油摩爾比8-15:1 ;加氫裂化產(chǎn)物分為四股:1)碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴氣；2)碳原子數(shù)為5-6的組分和溫度小于180°C的餾分加氫處理產(chǎn)生的碳原子數(shù)為5-6的組分混合后進(jìn)行異構(gòu)化，異構(gòu)化反應(yīng)條件與上述異構(gòu)化一致；3)碳原子數(shù)為13-20的組分直接作為柴油初產(chǎn)品；4)剩下組分進(jìn)行非加氫催化重整；優(yōu)選非加氫催化重整過(guò)程中只有60%~80%的烷烴異構(gòu)化生產(chǎn)重整體烷烴用以增加汽油辛烷值，催化重整條件為ZSM-5型催化劑，壓力25-45atm，溫度300_500°C ； (6)將步驟(5)的碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴和步驟(4)的未轉(zhuǎn)化氣體混合后用于合成甲烷；其中優(yōu)選步驟(5)的碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴和步驟(4)的未轉(zhuǎn)化氣體加壓到25atm后作為甲烷化反應(yīng)氣；其中還優(yōu)選控制步驟(5)的碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴和步驟(4)的未轉(zhuǎn)化氣體混合后，混合氣包括如下體積百分比成分:C0:15~25%、H2:20~30%、CO2:30~40%,CH4:7.0 ~15%,C2H6:5.0 ~10%,C2H4:3.0 ~5.0%、C3H8:2.0 ~4.0%、C3H10:1.0 ~3.0%、C4H10:0.5 ~2%、C4H8:0.5 ~2%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)是將低階煤預(yù)處理后再進(jìn)行焦化處理；優(yōu)選所述預(yù)處理為將低階煤研磨篩分至粒徑為80-400mm的顆粒，再干燥至濕度小于8% ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)的焦化處理是在空氣和中壓蒸汽的存在下進(jìn)行的；其中優(yōu)選所述中壓蒸汽為壓力在25atm的蒸汽；其中優(yōu)選所述焦化處理是在鐵系氧化物存在下進(jìn)行；更優(yōu)選所述焦化處理的反應(yīng)溫度為400°C~600°C，壓力25atm ;更優(yōu)選所述鐵系氧化物為FeOx、FeO和Fe2O3中的一種或多種的混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)得到固體產(chǎn)物半焦和氣相產(chǎn)物后，其中將氣相產(chǎn)物經(jīng)過(guò)固體雜質(zhì)分離處理，再分離出熱解氣和焦油。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)是將步驟(1)的固體產(chǎn)物半焦在氧氣、水和高壓蒸汽存在下進(jìn)行氣化得到半焦氣化合成氣；其中優(yōu)選所述的高壓蒸汽為壓力40atm的蒸汽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(4)是將步驟(1)的熱解氣、步驟(2)的半焦氣化合成氣和步驟(3)的生物質(zhì)氣化合成氣混合后將混合氣先經(jīng)過(guò)CO變換反應(yīng)再進(jìn)行費(fèi)托反應(yīng)；其中優(yōu)選經(jīng)過(guò)CO變換反應(yīng)后混合氣的H2/C0的摩爾比為1.3-2.4，更優(yōu)選為1.5 ;其中還優(yōu)選將混合氣經(jīng)過(guò)CO變換反應(yīng)后，將混合氣經(jīng)過(guò)聚乙二醇二甲醚溶劑吸收，再進(jìn)行費(fèi)托反應(yīng) ；其中優(yōu)選將混合氣中的CO2和H2S含量分別脫除至500ppm和25ppm以下，再進(jìn)行費(fèi)托反應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(5)中是將步驟(1)的焦油加氫處理，再和步驟(4)得到的合成油進(jìn)行共煉制；其中優(yōu)選加氫處理后焦油的Η/C摩爾比增加到0.7-1.2，其中更優(yōu)選加氫處理的反應(yīng)條件是催化劑為FeS-Fe2O3型催化劑，壓力30_40atm，溫度 250-350°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(6)中將步驟(5)的碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴和步驟(4)的未轉(zhuǎn)化氣體混合后先進(jìn)行預(yù)甲烷化再合成甲烷；其中優(yōu)選將步驟(5)的碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴和步驟(4)的未轉(zhuǎn)化氣體混合后先進(jìn)行CO2膜分離，再通過(guò)預(yù)甲烷化反應(yīng)將碳原子數(shù)2以上的輕烴轉(zhuǎn)化為合成氣，然后合成甲烷；其中優(yōu)選進(jìn)行0)2膜分離后氣體中CO2體積百分比小于2.0%，其中優(yōu)選預(yù)甲烷化的反應(yīng)條件是催化劑為SiO2型催化劑，壓力20-30atm，溫度400-500°C。
9.一種低階煤和生物質(zhì)為原料合成甲烷和汽柴油的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:低階煤焦化單元(2)、煤焦油回收設(shè)備(4)、半焦氣化單元(6)、生物質(zhì)氣化單元(8)、合成氣混合器(9)、費(fèi)托合成反應(yīng)器(12)、油氣分流器(13)、油品共煉制單元(14)、原料氣混合器(15 )、甲烷化反應(yīng)器(18 );其中低階煤進(jìn)入低階煤焦化單元(2 )，得到氣相產(chǎn)物和固體產(chǎn)物半焦，其中氣相產(chǎn)物輸送到煤焦油回收設(shè)備(4)，分離出焦油和熱解氣，其中焦油被輸送到油品共煉制單元(14);在低階煤焦化單元(2)中得到的固體產(chǎn)物半焦被輸送到半焦氣化單元(6)，得到半焦氣化合成氣；生物質(zhì)在生物質(zhì)氣化單元(8)中得到生物質(zhì)氣化合成氣，其中熱解氣、半焦氣化合成氣和生物質(zhì)氣化合成氣被輸送到合成氣混合器(9)進(jìn)行混合，混合氣被輸送到費(fèi)托合成反應(yīng)器(12)進(jìn)行費(fèi)托反應(yīng)得到油氣，油氣被輸送到油氣分流器(13)，分離出合成油和未轉(zhuǎn)化氣體，其中合成油輸送到油品共煉制單元(14)與焦油進(jìn)行共分離，分離得到的碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴和油氣分流器(13)分離出的未轉(zhuǎn)化氣體分別被輸送到原料氣混合器(15)中，然后被輸送到甲烷化反應(yīng)器(18)合成甲烷。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:低階煤預(yù)處理單元(I)、低階煤焦化單元(2)、固體雜質(zhì)分離器(3)、煤焦油回收設(shè)備(4)、空氣分離裝置(5)、半焦氣化單元(6)、生物質(zhì)預(yù)處理單元(7)、生物質(zhì)氣化單元(8)、合成氣混合器(9)、合成氣CO變換反應(yīng)器(10)、合成氣凈化單元(11)、費(fèi)托合成反應(yīng)器(12)、油氣分流器(13)、油品共煉制單元(14)、原料氣混合器(15)、CO2膜分離設(shè)備(16)、預(yù)甲烷化反應(yīng)器(17)、甲烷化反應(yīng)器(18);其中低階煤預(yù)處理單元(I)與低階煤焦化單元(2)連接，低階煤焦化單元(2)中得到的氣相產(chǎn)物依次通過(guò)固體雜質(zhì)分離器(3)和煤焦油回收設(shè)備(4)，煤焦油回收設(shè)備(4)與油品共煉制單元(14)連接，低階煤焦化單元(2)中得到的固體產(chǎn)物半焦被輸送到半焦氣化單元(6 );生物質(zhì)經(jīng)過(guò)生物質(zhì)預(yù)處理單元(7 )被輸送到生物質(zhì)氣化單元(8 );空氣經(jīng)過(guò)空氣分離裝置(5 )分離出的氧氣通入半焦氣化單元(6 )，半焦氣化單元(6 )、生物質(zhì)氣化單元(8 )和煤焦油回收設(shè)備(4)分別與合成氣混合器(9)連接，使得來(lái)自煤焦油回收設(shè)備(4)的熱解氣、來(lái)自半焦氣化單元(6)的半焦氣化合成氣和來(lái)自生物質(zhì)氣化單元(8)的生物質(zhì)氣化合成氣在合成氣混合器(9)中混合，合成氣混合器(9)下游依次與CO變換反應(yīng)器(10)、合成氣凈化單元(11)、費(fèi)托合成反應(yīng)器(12)和油氣分流器(13)連接；油氣分流器(13)的兩個(gè)出口分別與油品共煉制單元(14)和原料氣混合器(15)連接；油品共煉制單元(14)的一個(gè)出口與原料氣混合器(15)連接 使得油氣分流器(13)出來(lái)的未轉(zhuǎn)化氣與油品共煉制單元(14)的碳原子數(shù)在4以內(nèi)的輕烴在原料氣混合器(15)混合后再依次經(jīng)過(guò)CO2膜分離設(shè)備(16)、預(yù)甲烷化反應(yīng)器(17)進(jìn)入到甲烷化反應(yīng)器(18); 其中優(yōu)選所述低階煤焦化單元(2)為固定床反應(yīng)器； 優(yōu)選所述半焦氣化單元(6)為漿流床氣化爐； 優(yōu)選生物質(zhì)氣化單元(8)為流化床氣化爐。
【文檔編號(hào)】C07C9/04GK103992823SQ201410213373
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】馮霄, 何暢, 王彧斐, 鄧春 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)